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Nikkei X-TECH_2023.12.19

방위테크
업계를 떠들썩하게 한 덴소의 모터
그 모터가 탑재된 프라잉카, 형식 증명 취득에 진전

덴소가 경쟁사도 놀라워하는 고출력 모터를 공급하고 있는 것으로 큰 주목을 끌고 있는 독일 릴리움(Lilium)의 전동 수직 이착륙기(eVTOL), 이른바 ‘플라잉카’의 형식 증명 취득 프로세스가 진전을 보였다.

릴리움은 11월 27일, 상용 운항을 위해 형식 증명을 신청한 유럽항공안전기구(EASA)로부터의 ‘설계기관승인(Design Organization Approval)’을 취득했다고 발표했다. 이 설계기관승인은 안전하고 컴플라이언스에 준거한 항공기를 설계·개발하는 기업에 대한 품질 보증이다. 설계기관승인을 받는 것은 모든 민간 항공기 제조업체에 있어서 핵심적인 요건이 되고 있다.

설계기관승인 취득에 성공한 릴리움은 12월 6일, 개발을 추진하고 있는 ‘릴리움 제트(Lilium Jet)’ 제조를 독일에 있는 자사 시설에서 개시했다고 발표했다. 처음 7대는 EASA의 형식 증명 비행 테스트에 사용할 것이라고 한다.

릴리움 제트는 날개 및 프로펠러가 이착륙시에는 수직 방향, 순항시에는 수평 방향으로 편향되는 '추력 편향'이라 불리는 타입의 eVTOL이다. 날개 없이 여러 프로펠러로 비행하는 '멀티콥터'와 비교해 시스템은 복잡해지지만, 고속으로 장거리 비행이 가능하다.

추력 편향 유형에서는 미국의 조비애비에이션(Joby Aviation)의 S4가 형식 증명 프로세스에서 가장 앞서 있다. S4는 미 연방항공국(FAA)의 형식 증명 프로세스를 추진하고 있다.

릴리움 제트는 사양상 S4와 비교해 비행 효율에서 앞선다는 점에서 항공업계 관계자 등으로부터 큰 주목을 받고 있다. 구체적으로는 S4가 5인승(파일럿 1인)에서 항속거리가 약 240km인 데 반해, 릴리움 제트는 최대 7인승(파일럿 1명에 승객이 6명이나 4명의 좌석 레이아웃 타입)에서 항속거리가 250km 이상이다.

-- 출력 밀도에서 압도하는 전동 모터 --
이처럼 높은 비행 효율을 발휘하는 가장 큰 이유는 '추력 편향 전동 덕트'라는 이름의 독자적인 추진시스템에 있다. 플랩(Flap)에 합계 30개의 덕트팬(덕트 내에 프로펠러가 설치된 구조)을 배치하고, 이륙 시에는 플랩을 내려 수직으로 상승, 그 후에는 플랩을 올려 수평 비행한다.

통상적인 프로펠러는 추진 방향 이외에 직교 방향으로도 기류가 발생되지만, 덕트팬으로 함으로써 비행 효율을 높였다. 또한 소음도 낮아질 것이라고 릴리움은 주장하고 있다.

덕트팬의 핵심은 그것을 구동하는 전동 모터로, 덴소와 미국 항공기 장비품 대기업인 허니웰인터내셔널(Honeywell International, 이하, 허니웰)이 공동 개발했다. ‘무게 약 4kg에서 100kW의 출력’으로, eVTOL용으로는 압도적인 25kW/kg이라는 출력 밀도를 실현했다. 참고로 다른 eVTOL에 탑재된 전동모터는 탑 클래스에서도 출력이 수십 kW, 출력밀도는 1k~2kW/kg 수준이라고 한다.

릴리움과 덴소는 11월 14일, 덴소가 릴리움 제트의 추진 체계(엔진) 양산화를 위한 생산 개시 및 자동화를 지원하기로 합의했다고 발표했다.

또한 릴리움은 유럽연합(EU)과 미국간의 항공기에 관한 상호 승인 협정인 'BASA(Bilateral Aviation Safety Agreement)'의 규정에 근거해 FAA의 형식 증명 프로세스도 추진하고 있다. 올 6월에는 FAA가 릴리움 제트에 대해 'G-1'을 발행. G-1은 5단계인 FAA의 형식 증명 프로세스의 제 1단계로, 형식 증명에 이용되는 안전기준이 합의된 단계라고 한다.

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